Author:
Zsombor Illés Budapest University of Technology and Economics Budapest Hungary; Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budapest Magyarország
General Directorate of Water Management Budapest Hungary; Országos Vízügyi Főigazgatóság Budapest Magyarország

Search for other papers by Zsombor Illés in
Current site
Google Scholar
PubMed
Close
https://orcid.org/0000-0001-9351-1763
Open access

Summary.

The flood protection embankments of Hungary and Europe face challenges. Previously unprecedented droughts and low-water periods in the rivers are experienced. As a consequence, the water balance of the dikes can alter and desiccate in the long term. The most staggering fissures appeared on dikes built from clays susceptible to volume change. The safety aspects of these fissures are not fully understood. The concerns raised depend on the crack’s spatial extent, the material of the dike and the environmental effects, such as heavy rains and floods. The General Directorate of Water Management ordered a comprehensive survey of dike pavement cracks in Hungary. It was a nationwide survey. Hungary has about 4,400 km of primary flood protection embankments, out of which 1,250 km are paved. There are a number of reasons why the pavement of an embankment can crack. The main intention of this paper is to classify the primary and secondary sources of pavement cracks on flood protection embankments. The main features of crack patterns related to clays with shrink-swell potential are identified.

Összefoglalás.

Magyarország és Európa árvízvédelmi töltései számos kihívással néznek szembe. Az egyik legjelentősebb az éghajlatváltozás következtében jelentkező szélsőséges időjárás. Az elmúlt évtizedek során az árvizeket gyakran hosszan tartó aszályok követték, a folyóink vízállása az aszályos nyarak során rekord alacsony értékeket mutat. A vízhiány következtében a gátak óhatatlanul kiszáradnak, burkolt vagy burkolatlan koronájuk megrepedezik.

Mintegy 4400 km elsődleges árvízvédelmi töltés található hazánkban, ebből 1250 km burkolt. Számos hatás idézhet elő töltésburkolat-repedéseket. Jelen cikk fő célja az árvízvédelmi töltések burkolatrepedései elsődleges és másodlagos forrásainak osztályozása, a köztük lévő kapcsolatok feltérképezése. A zsugorodási-duzzadási potenciállal rendelkező agyagokhoz kapcsolódó száradási repedésminták főbb jellemzőinek meghatározása. A felmérés fontos hozadéka, hogy a repedés geometriája és a töltés anyaga következtetni enged a repedés kialakulását előidéző folyamatokra.

2018-ban országos felmérés készült a burkolatrepedésekről az Országos Vízügyi Főigazgatóság megbízásából. Az árvízvédelmi töltésburkolat-repedés felmérése, a töltés és a burkolatrepedés geometriai tulajdonságai mellett az adott szakaszok rétegrendjét, töltésanyagát és a kialakuláshoz vezető folyamatokat is dokumentálták a felmérők. Az eredményeket, a levonható konklúziókat és a felmérés korlátait is tárgyaljuk.

A repedéseket hat jól elkülöníthető kategóriába sorolhatjuk irányultságuk alapján, ezeket a tanulmány részletezi. A kialakulásuk három legfőbb oka a töltéskonszolidáció, az aszály következtében létrejövő száradási (zsugorodási) repedések, és az árvízhez köthető károsodások. A Tisza és mellékfolyóinak repedezett töltései szinte kizárólag kötött talajból épültek, míg a Dunántúlon sokszor átmeneti vagy szemcsés talajt is használtak a töltés építéséhez.

A hosszirányú komponenssel, illetve a repedés két széle közötti magasságbeli különbséggel rendelkező károsodásokat zsugorodás okozhatta. A térfogatváltozó talajok és a hozzájuk köthető zsugorodási burkolatrepedések a Tisza és mellékfolyóira jellemzők.

A feltárt repedések biztonsági vonatkozásai nem teljesen ismertek. Ez függ a repedések térbeli kiterjedésétől, a töltés anyagától és a környezeti hatásoktól, mint például a heves esőzések, árvizek. Az Országos Vízügyi Főigazgatóság által rendelt felméréshez hasonló átfogó adatgyűjtést Európában még nem végeztek, Amerikában is csak az egyes államok megyéire terjedtek ki útburkolat-repedés felmérések. A jelentősebb repedések évenkénti felmérése célszerű lenne, hiszen információhoz jutnánk a terjedésükről. Hány évvel a töltés vagy a burkolat átadása után jelennek meg? Egy aszályos nyár után nő-e a repedések kiterjedése?

  • 1

    Antal Ő., & Hornyacsek J. (2015) Az árvízmentesítés létesítményeinek szerepe az árvízkárok megelőzésében [The role of facilities of flood relief in the prevention of flood damages]. Hadtudomány: A Magyar Hadtudományi Társaság Folyóirata, Vol. 25. No. E. pp. 249–268. https://doi.org/10.17047/HADTUD.2015.25.E.249

  • 2

    Balatonyi L., Ligetvári K., Tóth L., & Berger Á. (2022) Water resources management and its homeland security aspect in Hungary. Scientia et Securitas, Vol. 2. No. 4. pp. 519–528. https://doi.org/10.1556/112.2021.00067

  • 3

    Bihari Z., Babolcsai G., Bartholy J., Ferenczi Z., Gerhát-Kerényi J., Haszpra L., … Szépszó G. (2018) Climate. In: National Atlas of Hungary – Natural environment. Budapest, MTA CSFK Geographical Institute. pp. 58–69.

  • 4

    Chotkan, S. (2021) Predicting drought-induced cracks in dikes with artifical intelligence. Master’s Thesis, Delft University of Technology.

  • 5

    Cooling, L. F., & Marsland, A. (1953) Soil mechanics studies of failures in the Sea Defence Banks of Essex and Kent. In: Conference on the North Sea Floods of 31 January/1 February, 1953. Thomas Telford Publishing. pp. 58–73.

  • 6

    Dafalla, M. A., & Shamrani, M. A. (2011) Road damage due to expansive soils: Survey of the phenomenon and measures for improvement. In: Design, construction, rehabilitation, and maintenance of bridges. Hunan, China, American Society of Civil Engineers. pp. 73–80.

  • 7

    Dyer, M., Utili, S., & Zielinski, M. (2009) Field survey of desiccation fissuring of flood embankments. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Water Management, Vol. 162. No. 3. pp. 221–232. https://doi.org/10.1680/wama.2009.162.3.221

  • 8

    Gavrilov, M. B., Radaković , M. G., Sipos G., Mezősi G., Gavrilov, G., Lukić , T., … Marković , S. B. (2020) Aridity in the Central and Southern Pannonian Basin. Atmosphere, Vol. 11. No. 12. p. 1269. https://doi.org/10.3390/atmos11121269

  • 9

    Granth, K., Ingles, O. G., Lawrence, I. A., & Sommerville, P. J. (1977) Protecting a dispersive soil storage by water treatment. In: Sherard, J. L., & Decker, R. S. (eds) Dispersive clays, related piping, and erosion in geotechnical project. ASTM STP, pp. 191–201.

  • 10

    Hungary Today (2021) Climate change to hit Carpathian Basin worse than EU average, says Weather Service Head. Hungary Today, 25.07.2022. https://hungarytoday.hu/carpathian-basin-climate-change-hungary-global-warming/

  • 11

    Illés Zs., & Nagy L. (2022) Effect of climate change on earthworks of infrastructure: statistical evaluation of the cause of dike pavement cracks. Geoenviron Disasters, Vol. 9. No. 1. p. 20. https://doi.org/10.1186/s40677-022-00221-6

  • 12

    Illés Zs., Nagy L., & Antal Ö. (2022) Magyarországi árvízvédelmi töltések burkolat repedés felmérése (Pavement crack survey of Hungarian flood protection embankments). Hidrológiai Közlöny, Vol. 102. No. 2. pp. 4–14.

  • 13

    International Commission on Large Dams (ICOLD) (1990) Dispersive soils in embankment Dams. Bulletin 77, France.

  • 14

    Izsák B., & Szentimrey T. (2020) To what extent does the detection of climate change in Hungary depend on the choice of statistical methods? GEM, Vol. 11. No. 1. p. 17. https://doi.org/10.1007/s13137-020-00154-y

  • 15

    Jouben, A. J. (2014) A case study of pavement failures in Central Texas due to expansive soils. The University of Texas at Austin. MSc. Thesis

  • 16

    Kádár I., & Nagy L. (2017) Comparison of different standards based on computing the probability of failure of flood protection dikes. Periodica Polytechnica Civil Engineering Vol. 61. No. 1. pp. 146–153. https://doi.org/10.3311/PPci.9501

  • 17

    Kézdi Á. (1976) Talajmechanika példák és esettanulmányok (Examples and case studies in soil mechanics in Hungarian) Budapest, Tankönyvkiadó Vállalat

  • 18

    Kocsis K. (ed. 2018) National Atlas of Hungary – Natural environment. Budapest, MTA CSFK Geographical Institute.

  • 19

    Nagy L. (2000) Az árvízvédelmi gátak geotechnikai problémái [Geotechnical problems of flood levees]. Vízügyi Közlemények, Vol. 82. No. 1. pp. 121–146.

  • 20

    Nagy L. (2006) Dike breaches in the Carpathian basin. Periodica Polytechnica Civil Engineering, Vol. 50. No. 2. pp. 115–124.

  • 21

    Nagy L. (2008) Hydraulic failure probability of a dike cross section. Periodica Polytechnica Civil Engineering, Vol. 52. No. 2. p. 83. https://doi.org/10.3311/pp.ci.2008-2.04

  • 22

    Nagy L. (2018) Gátszakadások a Kárpát-medencében: Gátszakadások kialakulásának körülményei [Dike failures in the Carpathian Basin: Circumstances of dike breach]. Budapest, Országos Vízügyi Főigazgatóság.

  • 23

    Nagy L. (2019) Árvízvédelmi gátak burkolati repedés felmérése [Dike pavement crack survey]. Expert opinion. Budapest, Budapest University of Technology and Economics.

  • 24

    Nagy L. (2022) Dike failures in the Carpathian Basin. Scientia et Securitas, Vol. 2. No. 4. pp. 510–518. https://doi.org/10.1556/112.2021.00076

  • 25

    Nagy G., & Nagy L. (2016) Comparison of the physical and chemical properties of the dispersive soils. Riscuri Si Catastrofe 18(1): Vol. 18. No. 1. pp. 71–82.

  • 26

    Nagy L., Nagy G., & Illés Zs. (2015) Azonosítás és kezelés – diszperzív talajok az elméletben és a gyakorlatban [Identification and treatment – Dispersive soils in theory and in practice]. In: 4. Kézdi Árpád Emlékkonferencia. Budapest, Közlekedési Dokumentációs Kft. Budapest, Hungary, pp 156–168.

  • 27

    Nagy G., Nagy L., & Kopecskó K. (2016) Examination of the physico-chemical composition of dispersive soils. Periodica Polytechnica Civil Engineering, Vol. 60. No. 2. pp. 269–279. https://doi.org/10.3311/PPci.8896

  • 28

    Nagy G, Illés Z, Nagy L, Kovács A (2021) Geotechnics and Soil Sciences: multidisciplinary investigation of a saline lakebed. In: 6th International Conference on Geotechnical and Geophysical Site Characterisation. Budapest, Hungary, p. 8. https://doi.org/10.53243/ISC2020-1

  • 29

    Pap M. (2020) Determination of Soil Characteristics Due to Climate Change. In: Environmental safety (Környezeti biztonság). Ludovika Egyetemi Kiadó, Budapest, Hungary, pp. 305–324. https://m2.mtmt.hu/gui2/?mode=browse&params=publication;31850452

  • 30

    Pálfai I. (2004) Belvizek és aszályok Magyarországon [Inland inundation and droughts in Hungary]. KÖZDOK Kft., Budapest.

  • 31

    Rosewell, C. J. (1977) Identification of susceptible soils and control of tunneling failure in small earth dams. In: Sherard, J. L., & Decker, R. S. (eds) Dispersive clays, related piping, and erosion in geotechnical project. ASTM STP, pp. 362–369.

  • 32

    Schweitzer, F. (2009) Strategy or disaster. Flood prevention related issues and actions in the Tisza River basin. Hungarian Geographical Bulletin, Vol. 58. No. 1. pp. 3–17.

  • 33

    Sherard, J. L., Dunnigan, L. P., & Decker, R. S. (1976) Pinhole test for identifying dispersive soils. ASCE, Geotechnical Engineering Division, pp. 69–85.

  • 34

    Szepessy J. (1981) Vízépítési földművek altalajának diszperzitásvizsgálata [Dispersity tests on soils in hydraulic earth structures]. Vízügyi Közlemények, Vol. 63. No. 2. pp. 11–20.

  • 35

    Szepessy J. (1991) Árvízvédelmi gátak töltésének repedései – a kúszási repedés (Cracks in flood levees – the creep crack). Hidrológiai Közlöny, Vol. 71. No. 6. pp. 321–331.

  • 36

    Szöllősi-Nagy A. (2022) On climate change, hydrological extremes and water security in a globalized world. Scientia et Securitas, Vol. 2. No. 4. pp. 504–509. https://doi.org/10.1556/112.2021.00081

  • 37

    Taylor D. W. (1948) Fundamentals of Soil Mechanics. J. Wiley and Sons, New York

  • 38

    Terzaghi, K. and Peck, R.B., (1967). Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley & Sons, New York, 729 pp.

  • 39

    Tímár A. (2020) Árvízvédelmi töltések potenciális veszélyforrásai a Körösök vidékén [Potential Sources of Danger of Flood Protection Dams in the Körös River Area]. Hadmérnök, Vol. 15. No. 1. pp. 107–119. https://doi.org/10.32567/hm.2020.1.8

  • 40

    Tóth S., & Nagy L. (2006) Dyke failures in Hungary of the past 220 years. In: Marsalek, J., Stancalie, G., & Balint G. (eds) Transboundary floods: Reducing risks through flood management. Dordrecht, Kluwer Academic Publishers, pp. 247–258.

  • 41

    van Woerkom, T., van Beek, R., Middelkoop, H., & Bierkens, M. F. P. (2022) Assessing lithological uncertainty in dikes: Simulating construction history and its implications for flood safety assessment. Journal of Flood Risk Management, Vol. 15. No. 4. e12848. https://doi.org/10.1111/jfr3.12848

  • Collapse
  • Expand

Editor-in-Chief:

Founding Editor-in-Chief:

  • Tamás NÉMETH

Managing Editor:

  • István SABJANICS (Ministry of Interior, Budapest, Hungary)

Editorial Board:

  • Attila ASZÓDI (Budapest University of Technology and Economics)
  • Zoltán BIRKNER (University of Pannonia)
  • Valéria CSÉPE (Research Centre for Natural Sciences, Brain Imaging Centre)
  • Gergely DELI (University of Public Service)
  • Tamás DEZSŐ (Migration Research Institute)
  • Imre DOBÁK (University of Public Service)
  • Marcell Gyula GÁSPÁR (University of Miskolc)
  • József HALLER (University of Public Service)
  • Charaf HASSAN (Budapest University of Technology and Economics)
  • Zoltán GYŐRI (Hungaricum Committee)
  • János JÓZSA (Budapest University of Technology and Economics)
  • András KOLTAY (National Media and Infocommunications Authority)
  • Gábor KOVÁCS (University of Public Service)
  • Levente KOVÁCS buda University)
  • Melinda KOVÁCS (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences (MATE))
  • Miklós MARÓTH (Avicenna Institue of Middle Eastern Studies )
  • Judit MÓGOR (Ministry of Interior National Directorate General for Disaster Management)
  • József PALLO (University of Public Service)
  • István SABJANICS (Ministry of Interior)
  • Péter SZABÓ (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences (MATE))
  • Miklós SZÓCSKA (Semmelweis University)

Ministry of Interior
Science Strategy and Coordination Department
Address: H-2090 Remeteszőlős, Nagykovácsi út 3.
Phone: (+36 26) 795 906
E-mail: scietsec@bm.gov.hu

DOAJ

2023  
CrossRef Documents 32
CrossRef Cites 15
Days from submission to acceptance 59
Days from acceptance to publication 104
Acceptance Rate 81%

2022  
CrossRef Documents 38
CrossRef Cites 10
Days from submission to acceptance 54
Days from acceptance to publication 78
Acceptance Rate 84%

2021  
CrossRef Documents 46
CrossRef Cites 0
Days from submission to acceptance 33
Days from acceptance to publication 85
Acceptance Rate 93%

2020  
CrossRef Documents 13
CrossRef Cites 0
Days from submission to acceptance 30
Days from acceptance to publication 62
Acceptance Rate 93%

Publication Model Gold Open Access
Submission Fee none
Article Processing Charge none

Scientia et Securitas
Language Hungarian
English
Size A4
Year of
Foundation
2020
Volumes
per Year
1
Issues
per Year
4
Founder Academic Council of Home Affairs and
Association of Hungarian PhD and DLA Candidates
Founder's
Address
H-2090 Remeteszőlős, Hungary, Nagykovácsi út 3.
H-1055 Budapest, Hungary Falk Miksa utca 1.
Publisher Akadémiai Kiadó
Publisher's
Address
H-1117 Budapest, Hungary 1516 Budapest, PO Box 245.
Responsible
Publisher
Chief Executive Officer, Akadémiai Kiadó
Applied
Licenses
CC-BY 4.0
CC-BY-NC 4.0
ISSN ISSN 2732-2688 (online), 3057-9759 (print)
   

Monthly Content Usage

Abstract Views Full Text Views PDF Downloads
Oct 2024 0 189 11
Nov 2024 0 118 11
Dec 2024 0 57 10
Jan 2025 0 56 6
Feb 2025 0 72 5
Mar 2025 0 51 8
Apr 2025 0 0 0